Linux下汇编调试器GDB的使用

Linux下汇编调试器GDB的使用

GDB 是GNU开源组织发布的一个强大的Linux/Unix下的程序调试工具。大家是否早已习惯了Windows下图形界面方式像VC、BCB等IDE的调试器，但如果你是在Linux平台下做软件调试，你会发现GDB这个调试工具有比VC、BCB的图形化调试器更强大的功能。

先来看个实例：

reader@cg:~/source $ gdb -q
(gdb) set dis intel
(gdb) quit
reader@cg:~/source $ echo "set dis intel" > ~/.gdbinit
reader@cg:~/source $ cat ~/.gdbinit
set dis intel
reader@cg:~/source $

现在将GDB配置成为了使用Intel语法，让我们首先来认识Intel语法。在Intel语语法中，汇编指令一般遵循下面这种形式：

operation <destination>, <source>

目的操作数和源操作数可以是寄存器、内存地址或数值。操作通常是直观的助记符：mov操作会将源操作数中的值移动到目的操作数中，sub操作会减去，inc指令会增加等。例如，下面的指令将会扣ESP中的值移动到EBP中，然后从ESP中减去8（结果存储在ESP中）。

8048375: 89 e5 mov ebp,esp

8048377: 83 ec 08 sub esp,0x8

还有用于控制执行流程的操作。cmp操作用于对数值进行比较，并且基本上所有以j为首字母的操作都用于转移到代码的不同部分（转移到哪一部分取决于比较的结果）。下面的例子中，首先将位于EBP中的一个4字节的值减去4与数值9进行比较。下一条指令是如果小于等于则转移的简写，它参考的是前一个比较的结果。如果那个数小于或等于9，那么程序就会转移到Ox8048393处的指令执行。否则，就转向下一条无条件转移指令执行。如果那个数不小于或等于9，那么程序执行就会转移到Ox80483a6处。

804838b: 83 7d fc 09 cmp DWORD PTR [ebp-4],0x9

804838f: 7e 02 jle 8048393 <main+0x1f>

8048391: eb 13 jmp 80483a6 <main+0x32>

这些例子来自于我们先前的反汇编，并且我们已经将调试工具配置为使用Intel语法，所以让我们使用调试工具在汇编指令级别上单步调试第一个程序吧。

GCC编译程序可以使用-g标记来包含附加的调试信息，这些调试信息会使得GDB能够访问源代码。

reader@cg:~/source $ gcc -g firstprog.c
reader@cg:~/source $ ls -l a.out
-rwxr-xr-x 1 matrix users 11977 Jul 4 17:29 a.out
reader@cg:~/source $ gdb -q ./a.out
Using host libthread_db library "/lib/libthread_db.so.1".
(gdb) list
1       #include <stdio.h>
2
3       int main()
4       {
5               int i;
6               for(i=0; i < 10; i++)
7               {
8                       printf("Hello, world!\n");
9               }
10      }
(gdb) disassemble main
Dump of assembler code for function main():
0x08048384 <main+0>:    push   ebp
0x08048385 <main+1>:    mov    ebp,esp
0x08048387 <main+3>:    sub    esp,0x8
0x0804838a <main+6>:    and    esp,0xfffffff0
0x0804838d <main+9>:    mov    eax,0x0
0x08048392 <main+14>:   sub    esp,eax
0x08048394 <main+16>:   mov    DWORD PTR [ebp-4],0x0
0x0804839b <main+23>:   cmp    DWORD PTR [ebp-4],0x9
0x0804839f <main+27>:   jle    0x80483a3 <main+31>
0x080483a1 <main+29>:   jmp    0x80483b6 <main+50>
0x080483a3 <main+31>:   mov    DWORD PTR [esp],0x80484d4
0x080483aa <main+38>:   call   0x80482a8 <_init+56>
0x080483af <main+43>:   lea    eax,[ebp-4]
0x080483b2 <main+46>:   inc    DWORD PTR [eax]
0x080483b4 <main+48>:   jmp    0x804839b <main+23>
0x080483b6 <main+50>:   leave
0x080483b7 <main+51>:   ret
End of assembler dump.
(gdb) break main
Breakpoint 1 at 0x8048394: file firstprog.c, line 6.
(gdb) run
Starting program: /cg/a.out

Breakpoint 1, main() at firstprog.c:6
6               for(i=0; i < 10; i++)
(gdb) info register eip
eip            0x8048394        0x8048394
(gdb)

先列出了源代码，并且显示了main()函数的反汇编。然后，在main()函数开始的地方设置了一个断点，并且开始运行程序。这个断点只是告诉调试工具当程序运行到该点时暂停程序的执行。由于断点设置在了main()函数开始的地方，实际上在执行main()中的任何指令之前，程序会到达该断点并且暂停。然后，显示了EIP（指令指针）的值。

EIP包含一个内存地址，该地址指向main()函数的反汇编指令中的一条指令（以粗体显示）。我们把在这之前的指令（以斜体显示）一起称为函数序言，它们由编译程序生成，用于为main()函数的局部变量设置内存空间。在C语言中需要声明变量的部分原因就是辅助建立这部分代码。调试工具知道这部分代码是自动产生的，并且聪明地将其跳过。我们随后会详细讨论函数序言，但现在我们可以从GDB中获得它的一些信息并暂时将其跳过。

GDB调试工具提供了一个直接检查内存的方法，即使用命令x，它是检查(examine)的简写。对于任何Hacker来说，检查内存都是一项很关键的技术。大多数Hacker的漏洞发掘很像魔术——它们似乎令人惊讶并且不可思议，除非您知道这些戏法和误导。但是使用像GDB这样的调试工具，程序执行的每个方面都可以被确定地检查、暂停、单步跟踪并且可以随心所欲地重复。因为一个正在运行的程序的主体是处理器和若干内存段，所以检查内存是查看到底正在干什么的首要方法。